《数据通信接》PPT课件

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1、,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第2章 数据通信接口与协议,主要内容,2.1 接口,2.2 协议与标准,2.3 OSI体系结构,学习目标,了解计算机的各类数据通信接口,了解与通信相关的主要标准化组织,了解协议的分层结构和层间关系,了解PDU及其封装和开销的概念,掌握协议及其三要素、标准的概念和OSI参考模型的体系结构,了解OSI参考模型各层主要功能等,2.1 接口,数据通信接口（连接计算机与外部设备）,硬件接口,通信软件接口,实现计算机或网络设备间通信,网络接口,2.1.1 硬件接口,定义：连接两个设备（计算机）的媒介和接头,具体来说，

2、需要定义：,机械属性（如尺寸大小、针脚排列和电缆类型等,）,电气特性（如电压高低、电流大小等）,功能属性（如针脚的功能、交互过程等）,常用硬件接口,1、COM接口,COM,接口又叫串口，是计算机主要的外部接口之一,现在的,PC,一般有两个串行口,COM 1,和,COM 2,通常,COM 1,使用的是,9,针,D,形连接器，也称之为,RS-232,而,COM 2,使用的是老式的,DB25,针连接器,也称之为,RS-,42,2,接口，这种接口目前已经很少使用。,常用硬件接口,1、COM接口,COM,接口又叫串口，是计算机主要的外部接口之一,常用的9针串口：,串口数据传输速率：,标准型串口：,115

3、Kbps,增强型串口（如,ESP,、,SuperESP,等）：,460Kbps,串口通信的应用：,以前：串口鼠标、,MODEM,、手写板等（现基本上被,USB,口取代,）,现在：在工业网络，特别是设备控制方面有较多应用,2、USB接口,连接电脑与移动存储设备（如,U,盘等）及鼠标、键盘等外部设备的接口,是计算机上使用最广泛的外设接口,USB接口：,USB1.1标准接口传输速率为12Mbps,USB2.0有高速、全速和低速三种工作速度，高速是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。,3、LAN接口,又叫以太网接口，负责计算机和局域网的连接,8针的RJ-45接口：,4

4、、PS/2接口,俗称“小口”，是键盘和鼠标的专用接口，是一种,6,针的圆形接口,传输速率比,COM,稍快，是,ATX,主板的标准接口，不支持热插拔,PS/2,的鼠标键盘接口不能互换,5、VGA接口,（Video Graphics Array），也叫D-SUB接口。,显示器专用接口,6、LPT接口,又称并口，常用来连接打印机、扫描仪等，是相当重要的外部接口,想一想,计算机技术的发展非常快，现在计算机上有很多新的接口，你能说出其中几个吗？它们用在什么地方？,2.1.2 软件接口,硬件接口在数据传输中会发生很多问题（如坏包、丢包、重复包、包序错误等），需要交换控制信息来解决上述问题,控制信息的交换还

5、可以提供寻址功能,传递控制信息的方法：,1、在硬件接口中增加针脚,2、将控制信息和数据一起传输,控制信息和数据一起传输时，为了区分它们，设计了专门的通信软件,软件接口的定义：软件间交换的数据和控制信息的格式和意义、处理过程和时序等,通信软件中包含三种软件接口：,与所在计算机中应用程序的接口,与所在计算机中硬件接口间的接口,与通信对方计算机中通信软件的接口,2.2 协议与标准,2.2.1 协议及其三要素,协议：通信双方必须共同遵从的一组约定,例：通信语言的约定,网络协议的三要素：,（1）语法（syntax），就是控制信息和数据的结构和格式，表示信号的电平等,（2）语义（semantics），就是

6、信息的含义，包括控制信息和差错控制等,（3）时序（timing），包括对事件实现顺序的详细说明和数据传输速率等,例：语法、语义和时序,2.2.2 标准与标准化组织,标准：多个设备相互通信需要的一种所有设备都共同遵循的语言,标准的制定：,（1）由国际标准组织或各国家的标准组织制定,（2）部分大的厂商自己制订（事实上的标准（De facto标准）,通信领域的主要国际标准联盟：,国际电信联盟,（,International Telecommunication Union,，,ITU,）,因特网工程任务组,（,Internet Engineering Task Force,，,IETF,）,欧洲电信标

7、准化协会（,European Telecommunications Standards Institute,，,ETSI,）,第三代移动通信标准化的伙伴项目（,The 3rd Generation Partnership Project,，,3GPP,和,The Third Generation Partnership Project 2,，,3GPP2,）,SS7,Q.931,TCP/IP,SIP,WCDMA/CDMA2000,国际标准化组织,（,International Organization for Standardization,，,ISO,）,国际电工委员会,（,Internat

8、ional Engineering Consortium,，,IEC,）,万维网联盟（,World Wide Web Consortium,，,W3C,）,电子电气工程师学会,（,Institute of Electrical and Electronics Engineers,，,IEEE,）,ISO9000,OSI,HTML/XML,负责电工/电子领域标准化工作,IEEE802,光互联网论坛（,Optical Internetworking Form,，,OIF,）,电气工业联盟（,Electrical Industries Alliance,，简称,EIA,）,EIA232/EIA568

9、,2.3 OSI体系结构,2.3.1 协议族与协议分层结构,协议设计者倾向于设计一起工作的一组协议，称为协议族,在协议族中协议按层划分，每层分别解决不同的子问题,两个主体通过一个三层的分层协议通信的结构：,分层结构中层与层之间的两种关系：,（1）上下层间的服务与被服务关系,（2）两个通信主体同层间的虚拟链路关系,2.3.2 OSI参考模型,为了规范协议族的体系结构，ISO/IEC（国际标准化组织和国际电工委员会）提出了ISO/IEC 7498，亦称为X.200建议，这就是著名的,开放系统互连参考模型（Open System Interconnect Reference Model，简称OSI

10、参考模型）,异质系统互联的七层框架,1.物理层（Physical Layer）：实现实体间的信息的按位传输。,定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。,完成物理连接的建立维护释放以及数据的传输服务。,2.数据链路层（DataLink Layer）：实现实体间数据的可靠传送,将传输数据增加的同步信息、校验信息及地址信息,封装成数据帧（位组）。,差错检测与控制。,数据流量控制。,自动请求重发（ARQ）,接收方利用检错码检测出差错，设法通过反馈信道,通知发送方重发数据信息的方法。,完全重传,确认数据包A,错误数据包,A,数据包,A,数据包,A,数据包,A,丢弃,要求重传,数据包,B,发送,接收,效率低

11、,时延长,差错检测与控制,前向纠错（FEC）,接收方自动检测出差错，确诊定位，并自动纠正错误。,信源,纠错码,编码器,发送机,信 道,发送机,纠错码,译码器,信宿,噪声源,3.网络层（Network Layer）：,提供路由，也就是为信息包在网络中的传送选择一条最佳路径。,4.传输层（Transport Layer）：,通过实体间建立端对端的连接，从而实现数据的可,靠传输。,5.,会话层（,Session Layer,）：,用于建立、管理和终止两个应用系统间的对话。,6.表示层（Presentation Layer）：,提供格式化的表示和转 换数据服务。,7.应用层（Application L

12、ayer）：,为用户应用软件提供使用网络协议软件的接口.,数据,应用层头部,数据,表示层头部,数据,会话层头部,数据,传输层头部,数据,网络层头部,数据,数据链路层头部,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,数据封装与解封装,数据,E-mail 信息,数据,数据封装示例,段 头部,数据,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据封装示例,段 头部,数据,数据,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据包,数据封装示例,包 头部,段 头部,帧 尾,数据,段 头部,数据,数据,帧 头部,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据段,数据包,数据帧,(取决于不同传输介质),数据封装示例,包 头部,段 头部,帧 尾,数据,段 头部,数据,数据,帧 头部,包 头部,段 头部,数据,E-mail 信息,数据,数据,段,数据帧,(取决于不同的传输介质),比特流,数据,包,数据封装示例,